供电。
[0048] 作为确保等效摆长1的整数倍与轮胎20的运动半径R的整数倍之间不一致的调 整，等效摆长1改变约10%就足够了。此外，已知的是：等效摆长1越长，发电电压越稳定。
[0049] 例如，利用均包括安装于支撑杆14a的顶端的永磁体14b的钟摆14,使支撑杆14a 的长度可调则更为简单。然而，在这种情况下，可以降低线圈15的位置。因此，优选地，通 过将配重件（weight)可移除地安装在永磁体14b的支撑杆14a所在侧的相反侧来使等效 摆长1变长。
[0050] 以这种方式，如果等效摆长1是可调的，则能够提高发电机10的发电能力而不用 考虑安装有该发电机10的轮胎20的类型。
[0051] 此外，当钟摆14为刚性体钟摆（rigid-bodypendulum)时，使用在转动轴所在侧 的相反侧将配重件可移除地安装到刚性体的结构能够在不移动线圈15的位置的情况下、 调整等效摆长1。
[0052] 或者，可以准备多个如下钟摆体：各钟摆体均在转动轴13所在侧的相反侧安装有 永磁体，并且具有彼此不同的绕着转动轴的惯性力矩I。此外能够针对每个不同的待安装发 电机10的轮胎20而改变钟摆体。
[0053] 钟摆运动的相位在发电机10的固有波长X的整数倍与未接地长度S-致时也是 固定的。
[0054] 如图7的（a)所示，作为轮胎20的未接地的部分的长度的未接地长度S为S= L-C，其中L为轮胎20的周长，C为接地长度或从踏入点至蹬出点的距离。这里，如果发电 机10的固有波长A的整数倍与未接地长度S彼此一致、即k*X=S(k为正整数），则发 电机10的钟摆运动的相位相对于轮胎20的周长是固定的，并且发电机10的钟摆运动的表 现类似于驻波。因此，与当发电机10的固有波长A的整数倍与周长L的整数倍彼此一致 时的方式相同，由于不能通过发生在踏入点和蹬出点处的周向加速度使钟摆14被有效地 加速，因此发电电压降低。
[0055] 图7的（b)是示出当发电机10的固有波长A的整数倍与未接地长度S彼此一致 时的钟摆14的最低点、踏入位置和发电电压之间的关系的图。如果钟摆运动的相位是固定 的，则钟摆的最低点在即将踏入时的状态（该最低点为图中的最差位置的状态）始终连续。 因此，钟摆14不能被加速，因而导致了发电电压低。即，该条件不允许通过周向加速度使钟 摆14的有效加速，因此发电电压变低。
[0056] 另一方面，如图8的（a)所示，当发电机10的固有波长A的整数倍与未接地长度 S彼此不一致时，即当等效摆长1、运动半径R和未接地长度S的关系为2q?(R? 1)1/2 = S(q:正的非整数）时，钟摆运动的相位不是固定的。因此，如图8的（b)所示，随着轮胎20 的每圈转动，钟摆运动的相位相对于轮胎20 -点点地移位。因此，钟摆14能够多次经过钟 摆14能够被显著地加速的最佳位置。此外，钟摆14通过被间歇地加速而以高速转动，因而 产生了高电压。
[0057] 图9是不出未接地长度S、固有波长A和发电电压之间的关系的图。横轴表不未 接地长度与波长之比（S/X)，纵轴表示发电电压的平均值。如图9清楚地所示，发电电压的 平均值随着发电机10的5倍固有波长X靠近未接地长度S而降低，并且随着发电机10的 5倍固有波长X远尚未接地长度S而上升。
[0058] 因而，轮胎20与发电机10的组合应当以使发电机10的固有波长A的整数倍与 未接地长度S不一致的方式设计。那么能够防止钟摆运动相对于轮胎的单圈转动而转变成 驻波。这允许发电机的有效加速，由此进一步提高了发电机的发电能力。
[0059] 在前述中，已经参照本发明的【具体实施方式】说明了本发明。然而，本发明的技术范 围不限于此。对本领域技术人员显而易见的是，在不超出本发明的广义的主旨和范围的情 况下，可以对本发明进行各种变型和改变。从所附权利要求的范围还显而易见的是，本发明 的技术范围旨在包括所有这些变型。
[0060] 在如上所述的优选实施方式中，发电机10为具有钟摆14的电磁式发电机，其中各 钟摆14均包括支撑杆14a和圆盘状永磁体14b，但是发电机10不限于该形式。例如，如图 10所示，发电机30可以为如下形式：均配备有扇形板状（fan-shaped)的永磁体34M和磁 轭34Y的钟摆34安装于转动轴33。此外，线圈可以为两个环状线圈35、35的形式。无需赘 述，钟摆34的惯性力矩I'和质量M'为永磁体34M和磁轭34Y的组合的惯性力矩和质量。
[0061] 【实施例】
[0062] 将具有不同等效摆长1的发电机安装于运动半径R为0. 337m且周长L为2. 13m 的轮胎。此外，装配有这些轮胎的车辆在各种速度下行驶。表1示出了这些发电机的发电 性能的比较结果。
[0063] 在比较例1中，设定等效摆长1，使得2倍周长/波长的比（2L/X)为整数，未接地 长度/波长的比（S/X)为非整数。
[0064] 在比较例2中，将等效摆长1设定成比实施例1的短，但与实施例1的方式相同的 是，2倍周长/波长的比（2L/X)为整数，未接地长度/波长的比（S/X)为非整数。
[0065] 在比较例3中，设定等效摆长1，使得2倍周长/波长的比（2L/X)为非整数，未接 地长度/波长的比（S/X)为整数。
[0066] 在比较例4中，设定等效摆长1，使得当对车辆施加标准载荷时2倍周长/波长的 比（2L/A)和未接地长度/波长的比（S/A)均为非整数，并且使得当载荷减小时，未接地 长度/波长的比（S/X)变成整数。
[0067] 在实施例1中，设定等效摆长1，使得无论载荷是标准的或减小的，2倍周长/波长 的比（2L/A)和未接地长度/波长的比（S/A)均为非整数。
[0068] 在实施例2中，将等效摆长1设定成比实施例1的长，但2倍周长/波长的比（2L/ 入）和未接地长度/波长的比（S/A)均为非整数。
[0069]【表1】
[0072] 从结果中发现，如在比较例1和比较例2中，在2倍周长/波长的比（2L/A)为整 数的情况下，由于钟摆的相位相对于轮胎是固定的，因此即使当未接地长度/波长的比（S/ 入）为非整数时，发电性能也是低的。
[0073] 还发现，如在比较例3中，即使当2倍周长/波长的比（2L/A)为非整数时，如果 未接地长度/波长的比（S/X)为整数时钟摆的相位相对于轮胎也是固定的，因此发电性能 也是低的。
[0074] 此外，发现的是，如在比较例4中，即使当2倍周长/波长的比（2L/A)和未接地 长度/波长的比（S/X)均为非整数时，如果为了减小载荷而使未接地长度/波长的比（S/ 入）变成整数，则发电性能也是低的。
[0075] 因而，确认为了得到高电压，必须如在实施例1中那样设定等效摆长1，使得无论 载荷是标准的或减小的，2倍周长/波长的比（2L/X)和未接地长度/波长的比（S/X)均 为非整数。
[0076] 此外，如在实施例2中那样，如果将等效摆长1设定得略长，则能够减小发电性能 相对于行驶条件的变化。
[0077] 产业上的可利用性
[0078] 如上所述，本发明能够提高电磁式发电机的发电能力而不用考虑安装该发电机的 轮胎的类型。这能够通过减少待安装至轮胎的发电机的数量来实现成本降低。此外，将会 提高诸如使用电力的无线装置等的装置的输出。
[0079] 附图标记说明
[0080] 10钟摆型电磁式发电机
[0081] 11 基台
[0082] 12转动支撑构件
[0083] 12j 轴承
[0084] 13转动轴
[0085] 14 钟摆
[0086] 14a支撑杆
[0087] 14b永磁体
[0088] 15 线圈
[0089] 16整流电路
[0090] 17蓄电器
[0091] 20 轮胎
[0092] 21 胎面
[0093] 22内衬层部
[0094] 23轮胎气室
[0095] 24带束层
【主权项】
1. 一种电磁式发电机的安装方法，其为将具有钟摆结构的电磁式发电机安装于轮胎的 内表面的方法，该方法包括： 以使得由所述电磁式发电机的等效摆长确定的钟摆的周期的整数倍与所述轮胎的周 长的整数倍以及通过所述轮胎的周长减去接地长度所得到的所述轮胎的未接地部分的长 度两者均不一致的方式、调整所述等效摆长，以及 将所述等效摆长被调整了的电磁式发电机安装于所述轮胎的内表面。2. -种内置有电磁式发电机的轮胎，其为将具有钟摆结构的电磁式发电机安装于轮胎 内表面侧的轮胎，其中 所述电磁式发电机具有如下的钟摆结构，所述钟摆结构包括：基台；转动体，所述转动 体的至少一部分由磁体构成，所述转动体以使其转动中心与重心不同的方式安装于所述基 台而转动；以及线圈，所述线圈以与所述磁体的磁场交叉的方式固定于所述基台，其中 所述转动体的等效摆长1和所述轮胎的运动半径R的关系为（R ? I)1/2= P ? R，其中P 为正的非整数。3. 根据权利要求2所述的内置有电磁式发电机的轮胎，其特征在于，当所述轮胎的未 接地部分的长度为S时，所述等效摆长1、所述运动半径R和所述未接地部分的长度S的关 系为2 JT q ? (R ? I)1/2= S，其中q为正的非整数。4. 一种电磁式发电机，其为待安装于轮胎的内表面侧的电磁式发电机，所述电磁式发 电机包括： 基台； 转动体，所述转动体的至少一部分由磁体构成，所述转动体以使其转动中心与重心不 同的方式安装于所述基台而转动；以及 线圈，所述线圈以与所述磁体的磁场交叉的方式固定于所述基台，其中 所述转动体的等效摆长是能够调整的。
【专利摘要】当具有钟摆结构的电磁式发电机(10)安装于轮胎(20)的内表面时，通过如下方式调整电磁式发电机(10)的钟摆(14)的等效摆长(l)：使得由等效摆长(l)确定的钟摆(14)的周期(λ)的整数倍与轮胎(20)的周长(L)的整数倍以及通过轮胎(20)的周长(L)减去接地长度(C)所得到的轮胎的未接地部分的长度(S)均不一致，而能够提高被安装的电磁式发电机的发电能力而不用考虑轮胎的类型。
【IPC分类】B60C19/00, H02K7/18, H02K35/02
【公开号】CN104969455
【申请号】CN201480007485
【发明人】长屋豪
【申请人】株式会社普利司通
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年1月29日
【公告号】EP2955818A1, WO2014123049A1